CN106149785A - 一种治理黄河泥沙淤积的装置 - Google Patents
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Abstract
一种治理黄河泥沙淤积的装置，有效的解决了现有治沙方法效率低下，不能在小水阶段进行输沙的问题，有效提高黄河排沙效率；其包括扬沙轮，扬沙轮包括中心轴，中心轴向外伸出有多个辐条，辐条中段开设有固定槽，固定槽内设有可在固定槽内滑动的合页，合页的开口端部设有楔形角，辐条端部连接扬沙管，扬沙管内外两侧开设有多个均布的鱼鳞孔，每三个扬沙轮经连接杆串联成扬沙轮串，三个扬沙轮经连杆并联形成扬沙管组，多组扬沙轮组活动连接后串联成龙，龙经固定在龙端的锚固定在主流路上；本发明结构简单，成本低廉，效果明显，提高下游总含沙量，从而提高水流输沙效率。
Description
技术领域
本发明涉及泥沙治理装置技术领域，特别是涉及一种治理黄河泥沙淤积的装置。
背景技术
黄河源远流长，有史以来，泛滥成灾频繁，虽经数千年治理，不能除患，根源在于黄河流经黄土高原携带大量泥沙，多不胜冲，以致加积而塞阻，决溢频仍。而今虽有“拦”、“排”、“放”、“调”、“挖”等方略，终不能根治，黄河日隆，渐有加速之势，华北平原水患不除，其患尤甚。找到一种保持黄河流路持久稳定的方法乃成当务之急。
黄河的问题，其实也可以看作是黄河必经之广袤的黄土高原的问题。科学研究显示，黄土高原的特点是黄土深厚，分布广大，黄土多为风积物，颗粒细小，质地疏松，具有湿陷性。黄土高原的地面径流多以山洪形式出现，水位暴涨暴落。以上这些特点决定了黄土高原大部分地区降水在雨季必然是暴来暴冲，水土保持措施在治理入黄泥沙中的作用是有限的。既然黄土高原的泥沙入河不可避免，而且量又巨大，黄河要得到根治，把河中的泥沙排到大海里去就成为必然，因为只有在那里才容得下如此之多的泥沙，搬运起来也更经济、便捷。
黄河早已不是单纯的水的流体，由于泥沙含量比例世界罕有，她更像是一条巨大的黄土搬运系统。在黄河多年度平均流速流量相对稳定、河岸未有大的改变的情况下，河水的平均携沙效率也是一定的，年度平均由水冲刷入海的总沙量也是基本稳定的。水流能携沙入海，是利用了水的势能。泥沙淤积表现形式上看是由于过流量小、携沙效率不足而引起的在长时空上泥沙向下游推进速度小于向河床沉积速度，造成河床淤积抬升，其原因本质上是：在自然状态和长时空下，河流携沙效率基本稳定，河流蕴含的携沙入海所需的总能量不足。
针对黄河存在的现实问题，解决之道一是减少入河沙量，二是增加黄河的总能量，三是提高流水携沙效率。
目前，国家治理黄河的策略概括讲主要是“拦”、“排”、“放”、“调”、“挖”。其中“拦”是尽量减少入河沙量，主要是在黄河中上游搞水土保持和坝库建设；“排”、“调”是利用固有河道和汛期大水流、水库联调排沙入海，是提高排沙效率的方法；“放”、“挖”是抽沙造地、挖河淤背，是减少黄河下游泥沙淤积的补充。从现实情况看，这些措施都不能从根本上改变黄河下游泥沙淤积河床抬高的长期趋势问题。
目前及以后黄河的一个主要特点是只有在汛期前后才有较大水流，才能高效排沙，而大部分时间内流量小流速慢，而河床泥沙特别是大颗粒泥沙在这个阶段则很难启动，输沙量很少。而经过黄河中上游大规模坝库群建设，黄河已经实现全年不断流，而且随着新的坝库建起，黄河非汛期流量控制得会更好更理想。提高黄河全时空输沙效率势在必行，特别是提高黄河“小水”阶段的排沙效率空间巨大。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种治理黄河泥沙淤积的装置，有效的解决了现有治沙方法效率低下，不能在小水阶段进行输沙的问题，有效提高黄河排沙效率。
其解决的技术方案是，本发明包括扬沙轮，其特征在于，扬沙轮包括中心轴，中心轴向外伸出有多个辐条，辐条中段开设有固定槽，固定槽内设有可在固定槽内滑动的合页，合页的开口端部设有楔形角，构成合页闭合时中间留有间隙的结构，辐条端部连接扬沙管，扬沙管内外两侧开设有多个均布的鱼鳞孔，每三个扬沙轮经连接杆串联成扬沙轮串，三个扬沙轮经连杆并联形成扬沙轮组，多组扬沙轮组活动连接后串联成龙，龙经固定在龙端的锚固定在主流路上。
所述的固定槽上均布有多个安装孔。
所述的合页的轴伸出合页上下两端，轴上开设有与安装孔对应的固定孔。
所述的合页经螺钉穿过固定孔固定在固定槽的安装孔上。
所述的扬沙管内侧开设有多个与扬沙管外侧鱼鳞孔朝向相反的鱼鳞孔或圆孔。
所述的扬沙管两侧开设有多个均布的小圆孔。
所述的辐条在扬沙管内均匀设置。
所述的锚上连接有漂浮物。
所述的扬沙轮组经销连接，构成扬沙轮组之间活动连接的结构。
本发明结构简单，成本低廉，效果明显，充分利用黄河本身蕴藏的能量动力，辅以机械启动泥沙，扬沙于流水，在下游全河段提高泥沙悬浮时间，提高下游总含沙量，从而提高水流输沙效率。
附图说明
图1是本发明的俯视图。
图2是本发明的平视图。
图3是本发明扬沙轮的示意图。
图4是图3中A向视图。
图5是图3中B向的一种状态图。
图6是图3中B向的另一种状态图。
图7是图1中A-A的剖视图。
图8是图1中B-B的剖视图。
图9是本发明辐条的示意图。
图10是本发明合页的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1至图10给出，本发明包括扬沙轮，其特征在于，扬沙轮包括中心轴3，中心轴3向外伸出有多个辐条2，辐条2中段开设有固定槽5，固定槽5内设有可在固定槽5内滑动的合页4，合页4的开口端部设有楔形角8，构成合页4闭合时中间留有间隙的结构，辐条2端部连接扬沙管1，扬沙管1内外两侧开设有多个均布的鱼鳞孔6，每三个扬沙轮经连接杆17串联成扬沙轮串，三个扬沙轮经连杆16并联形成扬沙轮组，扬沙轮组之间活动连接后串联成龙，龙经固定在龙端的锚14固定在主流路上。
所述的固定槽5上均布有多个安装孔11。
所述的合页4的轴9伸出合页上下两端，轴9上开设有与安装孔11对应的固定孔10。
所述的合页4经螺钉7穿过固定孔10固定在固定槽5的安装孔11上。
所述的扬沙管1内侧开设有多个与扬沙管1外侧鱼鳞孔6朝向相反的鱼鳞孔6或圆孔13。
所述的扬沙管1两侧开设有多个均布的小圆孔12。
所述的辐条2在扬沙管1内均匀设置。
所述的锚14上连接有漂浮物15。
所述的扬沙轮组经销18连接，构成扬沙轮组之间活动连接的结构。
本发明在使用时，
将若干个扬沙轮进行串联、并联，使其成“龙”，用锚14固定在河流主流中心线上，根据需要可分段布置在特定河段，也可并行安装多条。
扬沙轮龙排沉在河床上，在水流的驱动下旋转翻滚，翻滚时，扬沙轮底部的鱼鳞孔6将河床上的沙子刮进扬沙管1内，在扬沙轮翻转时扬沙管1将沉沙带动，向上扬起，此时扬沙管1内的沉沙又从鱼鳞孔6或者圆孔13又或者小圆孔12内渐次漏撒于水流内，随水向下游流去一段距离，在扬沙轮不断翻转的情况下，河床上的沉沙不断被扬起抛撒到水流内。这样，泥沙在水中不断沉积，又不断被扬起后向下游推进一段距离，使得水流中的泥沙不断向下游运输，有效提高整个下游河流内悬浮泥沙量，提高输沙效率，特别是中小水流期的输沙效率，总体上减少了泥沙的沉积。
辐条2上的合页4在随扬沙轮转到下方时，合页4闭合，减小水流阻力，当合页4翻转到上方时，水流冲向合页4，水流对准合页4上的楔形角8进行冲击，使得合页4打开，加大水流阻力，水流冲击合页4，利用合页4在扬沙轮不同部位的开合产生的力差，使扬沙轮转动。
整个系统的总重量略大于自身浮力，确保扬沙轮既可以紧密接触河底泥沙，又不会过重导致摩擦太大，防碍扬沙轮转动效率。
固定槽5上均布有多个安装孔11，合页4的轴9上开设有与安装孔11对应的固定孔10，合页4经螺钉7穿过固定孔10固定在固定槽5的安装孔11上，改变螺钉7的固定位置，可以改变合页4在辐条2上的安装位置，可以根据河流的实际情况确定合页4的位置，在特定情况下如水流小时可以安装多个合页4或增大合页4面积，增加阻力来实现扬沙轮的高效翻转。
扬沙管1内侧的鱼鳞孔6与外侧鱼鳞孔6朝向相反，外侧的鱼鳞孔6开口朝向与扬沙管1运动方向一致，能够在翻转时使沉沙从鱼鳞孔6刮擦进入扬沙管1内，转动到上方时沉沙可以从扬沙管1内漏撒进入水流中。随着扬沙轮的转动，泥沙从底部被刮起进入扬沙管1，在管内被拉高，受重力和水流的影响，又渐次通过扬沙管1内侧的鱼鳞孔6漏撒于流水中。
锚14固定在河床上，锚14上连接漂浮物15，可以根据漂浮物15来判断扬沙管龙的位置，在确定扬沙轮位置和移动扬沙轮时能够快速准确的找到位置。
扬沙轮组的扬沙轮之间靠连接杆17固定连接，而扬沙轮组之间活动连接，能够适应不同的河床深度和河床起伏。
本发明相对于现有技术，具有以下益处：1、可以最大限度利用黄河自身蕴藏的能量输沙入海，最大限度避免浪费其他能源；2、可以以下切方式形成窄深流路，使得黄河形成稳定的主河道；3、效果的确定性，必然能够起到有效排沙的作用，相比于其他方法和装置的不确定性具有极大的进步；4、装置制作成本低，结构简单，便于维护，以相对较少的投资获得较大的效益；5、适应性强，能够适应黄河河道容易摆动和河深多变的特点；6、可以多种能量形态补充黄河的能量不足，如电能、风能等，变调水为调电。
本发明结构简单，成本低廉，效果明显，以机械启动泥沙，扬沙于流水，在下游全河段在中小水流下提高泥沙悬浮时间提高含沙量，提高水流输沙效率。
Claims (9)
1.一种治理黄河泥沙淤积的装置，包括扬沙轮，其特征在于，扬沙轮包括中心轴（3），中心轴（3）向外伸出有多个辐条（2），辐条（2）中段开设有固定槽（5），固定槽（5）内设有可在固定槽（5）内滑动的合页（4），合页（4）的开口端部设有楔形角（8），构成合页（4）闭合时中间留有间隙的结构，辐条（2）端部连接扬沙管（1），扬沙管（1）内外两侧开设有多个均布的鱼鳞孔（6），每三个扬沙轮经连接杆（17）串联成扬沙轮串，三个扬沙轮经连杆（16）并联形成扬沙轮组，扬沙轮组之间活动连接后串联成龙，龙经固定在龙端的锚（14）固定在主流路上。
2.根据权利要求1所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的固定槽（5）上均布有多个安装孔（11）。
3.根据权利要求2所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的合页（4）的轴（9）伸出合页上下两端，轴（9）上开设有与安装孔（11）对应的固定孔（10）。
4.根据权利要求3所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的合页（4）经螺钉（7）穿过固定孔（10）固定在固定槽（5）的安装孔（11）上。
5.根据权利要求1所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的扬沙管（1）内侧开设有多个与扬沙管（1）外侧鱼鳞孔（6）朝向相反的鱼鳞孔（6）或圆孔（13）。
6.根据权利要求1所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的扬沙管（1）两侧开设有多个均布的小圆孔（12）。
7.根据权利要求1所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的辐条（2）在扬沙管（1）内均匀设置。
8.根据权利要求1所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的锚（14）上连接有漂浮物（15）。
9.根据权利要求1所述的一种治理黄河泥沙淤积的装置，其特征在于，所述的扬沙轮组经销（18）连接，构成扬沙轮组之间活动连接的结构。
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